作者：李雷 主编
出版社：化学工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
看图学汽车汽油机故障检测与维修试读：
前言
中国汽车的年产销量已突破千万辆，使汽车维护和维修业成为名副其实的新兴朝阳行业，且已由纯劳动技术性行业转化为具有专业技术性、劳动密集型、作业分散性、市场调节性、服务延展性多个特性，为道路运输业、汽车产业和广大汽车消费者提供全方位服务的行业。汽车维修服务市场发展潜力巨大，就业前景广阔。
为适应汽车维修技术工人学习需要，本书根据实际工作能力要求组织内容，着重介绍了汽车汽油发动机的基本组成和工作原理、常用发动机维护维修项目、发动机大修作业项目、发动机电控系统检测、发动机常见故障诊断与排除等方面的知识和技能。本书针对初学者的特点，将需要掌握的知识和技能以问答的形式进行分解，并提供了丰富的对照图片，让读者学习时能够循序渐进、一目了然；书中提供了典型案例，讲解其排除思路与方法，让读者能学到故障诊断和排除的经验。
本书由重庆工业职业技术学院李雷主编，河南省荥阳市第二初级中学朱志红任副主编，参加编写的还有重庆工业职业技术学院袁苗达、王怀建、金明、梁代春、陈磊等。
由于编者水平有限，加上时间仓促，书中难免有不足之处，还望读者朋友们批评指正，不胜感谢！编 者第一章 汽车发动机基本组成和工作原理1-1 汽车的发动机有什么作用？
汽车要在道路上行驶必须先有动力，而动力的来源就是发动机，发动机性能的好坏是决定汽车行驶性能的最大因素。发动机是汽车的动力源，又常常被比喻为汽车的心脏，如图1-1所示。现代汽车大多使用往复活塞式内燃机，通过在发动机汽缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。图1-1 发动机1-2 发动机在车上的安装位置有哪些？
在多数车上，发动机安装在车辆前部，乘客舱前面(称为前置发动机)，前置发动机可以横向布置，也可以纵向布置。发动机也可以安装在车辆中部、乘客舱和后悬架之间，中置发动机通常是纵向布置的。还有使用较少的一种，安装在车辆后部。1-3 发动机根据使用燃料不同可分为哪几种？
内燃机按照所使用燃料不同分类如下。
(1)汽油发动机
汽油发动机使用汽油作为燃料，它具有体积小、转速高、功率大、重量轻的特点，被广泛应用于轿车、商用车和小型卡车上。汽油发动机常简称为汽油机。
(2)柴油发动机
柴油发动机使用轻柴油作为燃料。柴油机经济性能和排放性能都比汽油机好，但噪声和振动较大。在大客车和大型卡车经常使用柴油机，现在在一些轿车上也使用了柴油发动机。柴油发动机常简称为柴油机。
(3)气体燃料发动机
燃气发动机使用液化石油气(LPG)或压缩天然气(CNG)作为燃料。虽然燃气发动机输出功率低于汽油发动机，但经济性好，而且是一种比较清洁的燃料，因此被广泛地应用在出租车、公交客车上。1-4 发动机根据行程不同怎样分类？
内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程(冲程)内燃机和二行程(冲程)内燃机，如图1-2所示。把曲轴转两圈(720°)，活塞在汽缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈(360°)，活塞在汽缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。图1-2 四冲程发动机和二冲程发动机1-5 发动机根据汽缸排列方式不同怎样分类？
发动机按照汽缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个汽缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把汽缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把汽缸排成两列，两列之间的夹角小于180°称为V型发动机，若两列之间的夹角为180°称为对置式发动机。发动机的布置形式如图1-3所示。图1-3 发动机的布置形式1-6 汽油发动机有哪些基本部件？
发动机的基本部件是汽缸、活塞、连杆和曲轴。汽缸将可燃混合气封闭并使其在汽缸中燃烧，活塞、连杆和曲轴一起工作将可燃气体燃烧爆炸产生的能量转化为旋转运动，如图1-4所示。
汽油发动机的基本部件如图1-5所示。汽缸的顶部与缸盖密封在一起，活塞可以在汽缸内部上下自由移动，连杆将活塞与曲轴连接在一起。这样当活塞上下运动时，曲轴做旋转运动。在曲轴的一端装有飞轮，使旋转运动更平稳均匀。
当活塞下行时空气流过化油器，和化油器中的汽油混合产生汽油-空气混合气(称为可燃混合气)，然后可燃混合气通过进气歧管被吸入汽缸。缸盖上装有进气门和排气门用来吸入可燃混合气、排出废气，并能够封闭汽缸。火花塞用来点燃混合气。当可燃混合气在活塞顶部密封的燃烧室内燃烧时，汽缸内部压力迅速增加，推动活塞下行，通过连杆带动曲轴转动。活塞在完成了下行运动后，在飞轮的惯性作用下又被连杆推向上行。图1-4 发动机的旋转图1-5 汽油发动机的基本部件
通过这种方式，使用汽油作燃料的往复式发动机将可燃混合气燃烧爆炸引起的活塞往复式运动转变为曲轴的旋转运动，作为发动机的动力来源。1-7 四冲程汽油发动机的工作原理是什么？
为了使发动机能够连续运转工作，各个过程必须反复进行。可燃混合气被吸入汽缸；在汽缸内被压缩；可燃混合气在燃烧室内快速燃烧，产生驱动力；燃烧产生的气体被排出燃烧室。进气—压缩—燃烧—排气这四个步骤形成了一个工作循环，并在发动机工作时不断重复，如图1-6所示。图1-6 发动机的工作循环
在四冲程发动机中，活塞完成四个冲程(一个工作循环)需要曲轴旋转两圈。四个冲程分别为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程、排气冲程，如图1-7所示。图1-7 汽油发动机的四个冲程
(1) 进气冲程
当活塞开始下行时，进气门打开，排气门关闭。可燃混合气被吸入汽缸燃烧室。
(2) 压缩冲程
当活塞开始向上运行时，进气门和排气门都关闭，可燃混合气在密封的燃烧室内被压缩。可燃混合气被压缩到原来体积的1/7～1/11，压力和温度也同时升高。
(3)燃烧冲程(做功冲程)
压缩冲程将要结束前，火花塞产生的电火花将可燃混合气点燃，在密封的燃烧室内快速燃烧。汽缸内的压力和温度急剧升高，气体膨胀推动活塞下行，带动曲轴旋转，对外输出动力，因此又称为做功冲程。
(4)排气冲程
在活塞将要完成燃烧冲程前，排气门打开，燃烧后的废气在自身压力的作用下排出，活塞继续上行，将剩余的废气推出汽缸。
当活塞将要完成排气冲程时，下一个进气冲程开始。1-8 二行程汽油机工作原理是什么？
二行程发动机仅仅需要活塞的两个行程就可以完成所有的四个工作过程：进气、压缩、做功、排气。如图1-8所示，其实现过程如下。图1-8 二冲程汽油机
(1)第一个行程
在第一个行程，活塞从下止点向上止点移动完成进气和压缩过程。活塞上行时，可燃混合气通过进气道进入到曲轴箱内，同时压缩活塞上部的可燃混合气。
(2)第二个行程
在第二个行程，活塞从上止点向下止点移动完成做功和排气过程。当活塞接近上止点时，压缩的可燃混合气被点燃，气体膨胀推动活塞向下运动，曲轴旋转。活塞继续向下运动，进气道关闭，曲轴箱内的气体受到压缩，当活塞接近下止点时，排气道打开，气体排出，同时曲轴箱内的可燃混合气通过扫气孔进入汽缸。
尽管二冲程发动机由于缺乏配气机构而使其结构简单，重量轻，但是它并没有被广泛使用在汽车上。与四冲程发动机相比，它们的燃油效率往往更低，排出的废气更脏。因为这种发动机需要将固定数量的机油送入汽缸内以润滑活塞，排出的废气中经常含有机油。1-9 转子发动机工作原理是什么？
转子发动机也是火花点火式内燃机。转子发动机的核心部件是一个近似三角形的转子。
转子发动机的运动特点是：三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时，以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合，齿轮固定在缸体上不转动，内齿圈与齿轮的齿数之比为3∶2。
三角形转子三个角的顶点在汽缸内移动，并与汽缸内壁始终保持接触。三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子自转一周，发动机点火做功三次。转子发动机的工作原理如图1-9所示。由于以上运动关系，输出轴的转速是转子自转速度的3倍。图1-9 转子发动机的工作原理1—进气口；2—缸体；3—转子；4—火花塞；5—排气口
产生同样大小的功率，转子发动机体积小、重量轻，因此这种发动机在汽车上很有应用前景。但是，转子发动机目前在耐久性、废气排放控制以及经济性方面还不能与活塞式汽油机相比。1-10 汽油发动机由哪些机构和系统组成？
汽油机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和启动系统组成。1-11 机体组和曲柄连杆机构有什么作用？
机体组和曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成 (图1-10)。图1-10 机体组和曲柄连杆机构1-12 汽缸盖的结构是怎样的？
汽缸盖位于汽缸体顶部，如图1-11所示。汽缸盖的底部有凹进处，与活塞结合形成燃烧室。缸盖里面有冷却水道和润滑油道。缸盖一般是铸铁或铸铝的，由于铝具有较高的热传导性，因此许多汽油发动机的缸盖是用铸铝制造的。图1-11 缸盖的结构1-13 汽缸盖罩有什么作用？
在汽缸盖上部有一个能起到封闭和密封作用的汽缸盖罩，也称气门室罩，如图1-12所示。汽缸盖罩上有加注机油用的注油孔。汽缸盖罩与汽缸盖之间使用密封垫或橡胶密封。图1-12 汽缸盖罩1-14 汽缸衬垫有什么作用？
在汽缸体和汽缸盖之间有汽缸衬垫，其作用是密封二者的结合面，以防止高压气体、燃烧气体、冷却液和机油的渗漏。常见的汽缸衬垫材料为钢片和石棉，现代轿车发动机多采用纯金属冷轧钢片汽缸垫。汽缸衬垫如图1-13所示。图1-13 汽缸衬垫1-15 什么是燃烧室？汽油机燃烧室有哪些类型？
汽油发动机汽缸盖上与汽缸相对应的位置常加工出一个凹坑，它与活塞顶面共同组成了发动机的燃烧室。常见的汽油机燃烧室类型主要有下面几种，如图1-14所示。图1-14 汽油机燃烧室的类型
(1)半球形燃烧室
半球形燃烧室结构紧凑，火花塞布置在燃烧室中央。
(2)楔形燃烧室
楔形燃烧室能保证混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动，进气阻力小，提高了充气效率。如切诺基轿车发动机采用这种形式的燃烧室。
(3)盆形燃烧室
盆形燃烧室断面形状像盆，特点是工艺性好，但因气门直径易受限制，进、排气效果较差。如捷达轿车发动机采用盆形燃烧室。
(4)多球形燃烧室
多球形燃烧室是多气门布置的典型燃烧室。火花塞一般布置在燃烧室中央，进气通道面积大，是现代发动机采用广泛使用的燃烧室形式。1-16 汽缸体的结构是怎样的？
汽缸体承受着可燃混合气爆炸产生的压力和热量及活塞在汽缸内的往复运动，一般采用铸铁制造，有些发动机为了减轻质量，加强散热，采用铝合金制造。汽缸体上部的圆柱形空腔称为汽缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，如图1-15所示。图1-15 汽缸体1—汽缸体上平面；2—汽缸；3—水套；4—润滑油主油道；5—汽缸体下平面；6—曲轴主轴承座；7—水堵；8—加强肋；9—缸盖螺栓孔；10—冷却水道；11—润滑油道1-17 油底壳有什么作用？
油底壳又称机油盘，其主要功用是储存机油，并密封曲轴箱，用钢或铝制成，如图1-16所示。油底壳底部有放油塞。有的放油塞是磁性的，能吸附机油中的金属屑。曲轴箱与油底壳之间通常装有软木衬垫，也有涂密封胶的。图1-16 油底壳
为了保证在汽车倾斜和颠簸时机油泵能正常吸油，油底壳内设有稳油挡板，稳油挡板的作用如图1-17所示。图1-17 稳油挡板的作用1-18 汽缸套有什么作用？
汽缸要承受活塞高速往复运动的摩擦作用，且要与高温、高压的燃气相接触，故必须耐高温、耐磨损、耐腐蚀。直接在汽缸体上镗出缸孔的汽缸称为整体式汽缸，整体式汽缸的强度和刚度较好，能承受较大的载荷，现代轿车发动机多采用整体式汽缸。有些发动机采用耐磨材料制成汽缸套，压装在汽缸体内，如图1-18所示。图1-18 汽缸体与缸套1-19 汽缸套有哪些形式？
汽缸套按其外表面是否与冷却水接触，分为干式汽缸套和湿式汽缸套两种，如图1-19所示。图1-19 干式和湿式汽缸套
干式缸套：其表面不与冷却液直接接触，加工和安装都比较方便，其壁厚一般为1～3mm。优点是不易引起漏水漏气现象，缸体结构刚度大，缸心距小，整体结构紧凑。
湿式缸套：其外包面直接与冷却液接触，冷却效果较好。壁厚为5～9mm。优点是散热效果好，维修中便于更换。缺点是降低了缸套刚度，宜出现漏水漏气现象。1-20 曲柄连杆机构的结构是怎样的？
曲柄连杆机构的结构如图1-20所示。图1-20 曲柄连杆机构的结构1-21 曲轴的结构和材料是怎样的？
曲轴的作用是把活塞的直线运动转换成旋转运动。曲轴主要由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重组成，结构如图1-21所示。主轴颈和连杆轴颈上有润滑油道。机油从汽缸体流入，进入主轴颈油孔，穿过油道到连杆轴颈。图1-21 曲轴的结构
工作时曲轴承高速旋转并受交变载荷的冲击作用，因此要求曲轴具有足够的刚度和强度，耐磨损且润滑良好。曲轴一般用中碳钢或中碳合金钢模锻而成，轴颈表面经高频淬火或氮化处理，并经精磨加工。1-22 多缸发动机的曲拐是怎样布置？
一个连杆轴颈与它两边的曲柄和主轴颈合称为曲拐。曲轴的形状和各曲拐的相对位置取决于汽缸数、汽缸的排列形式和做功顺序。常见的几种多缸发动机曲拐的布置如图1-22所示。图1-22 多缸发动机曲拐的布置1-23 飞轮有什么作用？
飞轮的主要功用是用来储存做功行程的能量，用于克服进气、压缩和排气行程的阻力和其他阻力，使曲轴能均匀地旋转。飞轮与曲轴装配应保持动平衡，飞轮与曲轴之间用定位销或不对称布置螺栓予以保证其安装位置，飞轮外缘压有的齿圈供启动发动机用。曲轴和飞轮如图1-23所示。图1-23 曲轴和飞轮
在使用自动变速器的发动机上不使用飞轮，用变矩器来取代飞轮的作用。1-24 连杆有什么作用？结构是怎样的？
连杆将活塞与曲轴连接起来，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆由小头和大头组成，如图1-24所示。小头通过活塞销与活塞相连，大头分为上下两部分，与曲轴的连杆轴颈相连。图1-24 连杆的结构
连杆的重量要轻，而且应具有足够的强度和刚度。连杆一般都采用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成，然后经机械加工和热处理。
连杆大头上有一个油孔供润滑和冷却之用，发动机机油通过曲轴机油孔供应油膜。连杆大头和连杆轴承盖必须配对安装，在同一侧刻有配对记号。连杆与连杆盖都有朝前的安装记号，表示朝向发动机的前端。有些发动机供应商提供的连杆大头有不同的内径尺寸，在轴承盖上刻有尺寸代码。连杆上的标记如图1-25所示。图1-25 连杆上的标记1-25 曲轴主轴承和止推片有什么作用？
在曲轴主轴颈孔内安装有主轴承，轴承通常由低碳钢制成，在内圆面上浇铸减摩合金层。曲轴主轴承上轴承内有一个油孔和一条油槽，向主轴承和主轴颈供油和润滑。主轴承上有定位唇防止轴承转动。有些发动机供应商提供多个标准尺寸的曲轴轴承，在轴承背面刻有尺寸代码。
止推片可保持曲轴轴向间隙，吸收作用于轴承上的轴向力。止推片和曲轴接触的表面上有油槽，下止推片上有凸舌以防止转动。有些发动机把止推片和某个主轴承做成一体。
曲轴主轴承和止推片如图1-26所示。图1-26 曲轴主轴承和止推片1-26 连杆轴承有什么作用？
连杆大头孔内安装有连杆轴承，连杆轴承应该有足够的疲劳强度、抗咬合性、顺应性、嵌入性，有足够的结合强度和良好的耐磨性。
连杆上轴承上有一个油孔和连杆上的油孔相通来产生油膜。有些发动机供应商提供的连杆轴承可能有不同的厚度尺寸，尺寸代码标刻在轴承的背面。连杆轴承如图1-27所示。图1-27 连杆轴承1-27 轴承间隙有什么作用？
轴承和轴之间的间隙称为轴承间隙，如图1-28所示。润滑油在此间隙内形成油膜，油膜覆盖零件表面，所以金属零件并未和另一金属零件直接接触。油膜可吸收转动零件所产生的负荷和振动，并降低摩擦和防止抱死。如果油膜间隙变大，就造成异常噪声和油压降低，导致轴承表面拉伤甚至咬死。图1-28 轴承间隙
曲轴轴承和连杆轴承的油膜间隙的大小需要查阅维修手册。某些发动机的主轴承内径、曲轴主轴颈以及连杆大头内径、曲轴连杆轴颈有不同的尺寸代码，根据不同的尺寸代码来选择主轴承及连杆轴承，以得到合适的油膜间隙。1-28 活塞有什么作用？
活塞的功用是与汽缸盖共同构成燃烧室，承受气体压力，并传给连杆驱动曲轴旋转。活塞广泛采用铝合金材料，有的柴油机也采用合金铸铁或耐热钢制造活塞。铝合金活塞具有质量小、导热性好的优点。活塞从构造上可分顶部、头部和裙部3部分，如图1-29所示。图1-29 活塞的结构
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]